二碲化鎢多晶薄膜生産方法

近日，愛爾蘭都柏林聖三一學院 Niall McEvoy博士提出了一種製備大面積二碲化鎢多晶薄膜（WTe2）的生産方法，彌補了傳統製造方法的不足，如生産周期長，生産溫度高，産品面積小、層數不易控制等。

WTe2是一種二維度（2D）的過渡金屬硫化物材料，晶體結構爲扭曲的八面體結構，這使它有一維（1D）特徵，且在導電率和機械響應等方面具有强烈各向异性，如拓撲電子態。注意：各向异性是指物質的全部或部分化學、物理等性質隨著方向的改變而有所變化，在不同的方向上呈現出差异的性質。

目前，大多數生産者都是采用化學蒸汽傳輸法（CVT）生産WTe2薄膜的。該方法雖然能製造出高質量的晶體，但生産時間超長和生産條件苛刻，需要在1000℃的環境下進行長時間的退火。此外，費力的機械剝離和轉移過程也限制了使用該方法製備樣品的可能性。

因此，Niall McEvoy博士通過在襯底上預先沉積鎢薄膜，然後在鎢膜表面電沉積碲預薄膜繼而在550℃的較低溫度下合成二碲化鎢多晶薄膜。與化學蒸汽傳輸法相比，該生産技術將合成出更大晶體組成的薄膜。而薄膜的厚度和晶粒尺寸可以通過改變初始W和Te膜的沉積參數來調整。

研究表明，在450℃-650℃範圍時，W的百分比很小，合金呈液態。這意味著隨著更多的W溶解到Te中，固態WTe2晶體開始在液態合金中成核和生長。同時，Te蒸發，進一步推動WTe2晶體的增長。如果生長時間足够長，所有未反應的Te都將蒸發，冷却後留下一層僅由WTe2組成的膜。在450 ℃以下，由于Te不熔化，混合層的形成大大减少，阻礙了WTe2的生長。

另外，當溫度從77~300k升高時，WTe2納米帶的電阻率隨溫度變化很小，其電阻率降低了約10%，因而在機械剝離的CVT晶體中應用的潜力。

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